现在越来越多城市在做智慧排水。重庆中心城区把10000多公里的排水管网和300多个容易积水的点位标到了地图上,还接入了流量、水位、水质等监测设备,并对100多座泵站进行了改造。深圳则在搭建地下管网CIM平台和数字孪生系统,把主城区的排水管网做成三维模型,方便查看管网情况,也能提前模拟不同情况下可能出现的问题。
虽然各个城市的建设行动不一样,但想解决的问题是相同的,就是摸清看不见、摸不清的管网运行情况。尤其是流量数据,不只是看看管道里有没有水,更重要的是能帮助判断水流是否正常、管道有没有淤堵、哪里可能出现溢流,以及什么时候需要调整排水安排。
一、管网流量高低,是影响淤堵、溢流的一大因素
流经排水管网的水并非仅限于雨水,其来源多种多样。路面径流、地面集水、渗入管道的地下水、生活污水以及来自上游区域的来水,都会进入到排水系统。此外,雨污分流制、雨污合流制,也会对排水效能产生影响。
当流量处于低位时,会随时间推移,若水流速度过缓,沉积物、油污和杂物便会沉降在管底。这会不断缩小管道的有效过水断面,导致系统在遇强降雨等天气时,无法应对巨大的排水需求。特别是在污水管道中,低流量会导致污泥淤积、恶臭,甚至加速管道本身的腐蚀。
反之,流量过大也会引发问题。当进入排水管网的水量超过其承载能力时,管道会被完全填满,进而导致积水从检查井溢出,或造成低洼地带、下穿通道内涝。在合流制排水系统中,过量的径流可能导致污水与雨水的混合物发生溢流,进而污染周边水体。若地面积水水位较高,管网内的积水便更难排出,甚至可能出现倒灌。
二、流量在线采集,源头防控雨污水溢流
WITBEE®万宾科技®声学多普勒流量计EN203-DFM 可以把管道里的流量变化变成实际的数据。它先测出流速和水位,再按管道断面换算出流量。对淤堵来说,同样流量下,水位一直在升高,或者同一水位下,过流能力下降。这背后指向管道淤积、过水断面变小。声学多普勒流量计实时采集的数据,则让清淤、冲洗、检查能够把握更早的时机。
在合流制区域,暴雨时流量上升速度极快,溢流风险成倍增加。同样,声学多普勒流量计所提供的实时数据,让工作人员提前掌握流量趋势,保证了调蓄池、截流设施和泵站联动有客观的依据。这样也能减少未经处理的雨污水直排河道,从而守好城市水环境的安全线。
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